タンパク質三次元モチーフデータベースの作成と立体構造の自動分類への応用

三维蛋白质基序数据库的建立及其在三维结构自动分类中的应用

基本信息

批准号：
11780266
负责人：
加藤博明
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質三次元モチーフ構造の解析は、その構造-機能相関解析や立体構造の構築原理解明の問題とも密接に関連する極めて重要な問題の一つである。本年度研究では、配列レベルのモチーフ辞書であるPROSITEを参考に、これに対応する三次元モチーフデータベースの作成を試みた。PROSITEでは一種の正規表現を用いてモチーフパターンを定義している。ここでは立体構造既知のタンパク質情報をもとにこのパターンに一致する部位を検索し、その対応する三次元部分構造(Cα原子の座標情報)を抽出した。PDB(Rel.89)から選択した874タンパク質に対して、PROSITE(Rel.16.0)に登録されている1,299件のパターンを用いてデータベース作成実験を試みたところ、少なくとも一つの三次元構造が対応したモチーフは464件であった。また、複数が対応したものについては必要に応じて構造クラスに分類した。本研究では、注目する二つの部分構造間の対応する全ての2点間(Cα原子間)距離の差の平均値をこれらの相違度と考え、それに基づきクラス分類を行なった。また、同一クラスに属する他の全ての構造との相違度の和が最小のものをクラスの代表構造と定義した。カルシウム結合部位として知られるEF-handモチーフの例では、対応した12件の部分構造が四つのクラスに分類され、このうち孤立するものは本モチーフに該当しないノイズ成分であることが確認できた。さらに、主クラスの代表三次元構造を質問構造として、これまでに開発した三次元モチーフ検索プログラムによる検索を試みたところ、配列パターンをキーとした検索ではヒットしなかった新たなEF-handモチーフの対応部位を検出することができた。以上、本研究で作成したデータベースならびに関連プログラムは局所構造特徴に基づくタンパク質構造情報解析のための有用な情報を提供するものと考える。

对蛋白质的三维基序结构的分析是与其结构功能相关分析和三维结构的发展相关的最重要问题之一。在今年的研究中，我们试图创建一个与此相对应的三维图案数据库，指的是Prosite，这是阵列级别的主题词典。 Prosite使用一种正则表达式定义了基序模式。在这里，根据称为三维结构的蛋白质信息搜索了与此模式相匹配的部分，并提取了相应的三维部分结构（Cα-原子的坐标）。当我使用从Prosite（Rel.16.0）中注册的874个蛋白质的PDB（Rel.89）中注册的1,299个模式（rel.16.0），至少一个三维结构是兼容的。此外，与多个相对应的一个被分类为必要的结构类。在这项研究中，两个部分结构之间的两个部分（Cα原子）之间的差异的平均值被认为是不同的程度，并且在类别中分类。另外，与同一类的所有其他结构中的最小差异”定义为类的代表性结构。在称为钙结合位点的EF手基序的示例中，证实了12个部分结构被分为四类，其中的噪声成分不属于该基序。此外，当迄今为止通过三维主题搜索程序进行搜索时，主阶层的代表性三维结构是问题结构，而新的EF手基主题并未通过搜索布置模式作为钥匙检测到相应的站点。如上所述，本研究中创建的数据库和相关程序为基于局部结构特征的蛋白质结构信息分析提供了有用的信息。